Sugar Decolorization

Dalam kehidupan sehari-hari, hampir dipastikan kita membutuhkan gula, baik itu berupa gula pasir untuk dikonsumsi langsung maupun gula industri yang tidak dikonsumsi langsung. Menurut data BPS, konsumsi gula Indonesia tahun 2021 adalah 5.1 juta ton dengan rincian 2.8 juta ton gula kristal putih dan 2.3 juta ton gula industri (rafinasi). Sekitar 1.1 juta ton disuplai oleh pabrik gula swasta, sekitar 0.9 juta ton diproduksi oleh pabrik gula milik negara, dan kekurangannya 3.1 juta ton terpaksa dipenuhi dengan impor. Sangat banyak bukan?

Lalu apa bedanya gula kristal putih biasa dan gula kristal rafinasi? Gula kristal rafinasi memiliki tingkat kemurnian lebih tinggi dan kadar SO₂ yang rendah sehingga memenuhi syarat untuk industri pengolahan makanan dan minuman serta farmasi. Proses pemurniannya juga sedikit berbeda, gula kristal putih menggunakan proses sulfitasi, sedangkan gula rafinasi menggunakan proses karbonasi. Selain itu karena tingkat kemurnian yang lebih tinggi, maka saat ini bahan baku yang bisa memenuhi syarat untuk produksi gula rafinasi umumnya menggunakan gula mentah impor.

Proses produksi gula kristal rafinasi dari gula mentah bervariasi tergantung spesifikasi pemakaian untuk industri yang terkait,namun secara garis besar sbb:

• Afinasi: pencucian gula mentah agar molases berkurang dan warna turun 35-50%
• Karbonasi: proses klarifikasi untuk membuang pengotor non sugar
• Filtrasi: proses pemisahan endapan dan filtrate yang bersih
• Decolorization: proses penghilangan warna dengan ion exchange  resin
• Evaporasi: proses penguapan air yang ada dalam fine liquor
• Kristalisasi: proses pengkristalan gula
• Dryer & Cooler: proses pengeringan dan pendinginan untuk memisahkan kristal dan larutan
• Pengemasan: proses pengemasan gula kristal rafinasi

Kadar warna dalam gula mentah ditentukan oleh kandungan pengotor berupa pigmen warna seperti karoten, tannin, klorofil, flavonoid, xantofil dan antosianin. Tingkat keputihan gula diukur dengan standard ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis). Semakin kecil nilai ICUMSA dalam skala International Unit (IU) maka semakin putih gula tersebut, contohnya sbb:

• GulaMentah                                           : nilai ICUMSA 600 – 1200 IU
• Gula Kristal Putih (GKP) 2         : nilai ICUMSA 201 –   300 IU
• Gula Kristal Putih(GKP) 1           : nilai ICUMSA   81 –   200 IU
• Gula Rafinasi grade 2                   : nilai ICUMSA 46 – 80 IU
• Gula Rafinasi grade 1                    : nilai ICUMSA         <     45 IU

Nah jadi cukup jelas bahwa untuk mendapatkan nilai ICUMSA yang rendah dibutuhkan proses penurunan kadar warna gula mentah. Sebagai contoh, jika gula mentah kita memiliki nilai ICUMSA 600 IU, maka dengan proses afinasi akan menurunkan 35 – 50% kadar warnanya menjadi 300 – 390 IU. Selanjutnya proses karbonasi akan menurunkan 40 – 50% kadar warnanya menjadi 150 – 254 IU. Setelah dilakukan filtrasi, proses sugar decolorization akan menurunkan 60 – 70% kadar warnanya menjadi 45 – 102 IU. Terakhir proses kristalisasi dan pemisahan sentrifugal akan menurunkan kadar warna sebesar 90 – 95% menjadi< 45 IU, sesuai dengan kriteria gula rafinasi grade 1.

Sugar Decolorization dengan ion exchange resin (IER) pada dasarnya adalah salah satu proses pertukaran ion seperti demin plant yang sudah kita bahas di artikel sebelumnya, hanya saja sugar decolorization menggunakan resin khusus, yaitu resin strong base anionic (SBA) dengan matriks macroporous. Mengapa? Karena pengotor gula pada proses akhir umumnya bersifat anionic dan hydrophobic, sehingga ada dua mekanisme pengurangan warna yang diharapkan bekerja, yaitu pertukaran ion dan interaksi hydrophobic antara resin dan pengotor.

Ada 2 macam resin SBA yang digunakan dalam Sugar Decolorization, yaitu:

• Resin Anion Acrylic            : max. inlet ICUMSA 2000 IU, selektifitas rendah
• Resin Anion Styrenic         : max. inlet ICUMSA 800 IU, selektifitas tinggi

Untuk pemilihan urutan atau konfigurasi resin tergantung pada nilai inlet ICUMSA dan outlet ICUMSA yang diinginkan, yaitu:

• Acrylic – Acrylic                  : efisiensi tertinggi, tapi outlet ICUMSA masih relative tinggi
• Acrylic – Styrenic                : outlet ICUMSA rendah, umur resin Styrenic lebih panjang
• Styrenic – Styrenic              : feasible jika inlet ICUMSA tidak terlalu tinggi

Seperti demin plant lainnya, resin sugar decolorization beroperasi dengan kondisi tertentu, seperti typical cycle time 24 – 72 jam, suhu maksimum 80°C, minimum bed depth 1000 mm dan service flowrate 2 – 4 BV/jam. Untuk regenerant chemical yang digunakan adalah 10% NaCl dan 0,2% NaOH dengan flowrate 2 BV/jam dan contact time 45 – 60 menit.

Beta Pramesti Asia telah memiliki pengalaman dalam membuat system ion exchange sugar decolorization untuk salah satu pabrik gula rafinasi di Indonesia. Untuk lebih jelasnya mengenai sugar decolorization, silakan hubungi dan berdiskusi lebih lanjut dengan tim engineering kami. Demikian, semoga bermanfaat dan sampai jumpa di artikel berikutnya.